Промышленная водоподготовка – важная составляющая работы предприятий. Процесс разработки и установки систем очистки воды промышленных предприятий -  сложный и многоэтапный процесс, требующий большой подготовки и применения современного высокотехнологичного оборудования.

С одной стороны, требования к воде, используемой в различных отраслях промышленности и в конкретных производствах, существенно различаются. С другой, - даже при схожих требованиях к степени очистки воды подбор оборудования и разработка инженерного решения зависит от состава и источника исходной воды и требуемых объемов очищенной воды. При оценке экономической целесообразности того или иного аппаратурного оформления необходимо учитывать и различия в объемах стоков с водоподготовки, возможность их утилизации на предприятии.

Для иллюстрации приведем несколько реальных примеров решения (после предпроектнoй проработки вариантов) задач водоподготовки с близкими проблемами по составу исходной воды и требованиями к очистке, но различными объемами водопотребления.

Объект

Система подготовки охлаждающей воды (для закрытого и открытого контуров) прокатного цеха. Суммарная производительность 6м3/час.

Проблема

Исходная технологическая вода имеет повышенную жесткость, превышения ПДК по железу, марганцу и нефтепродуктам. Предприятие устанавливает новое оборудование, предъявляющее повышенные требования к воде системы охлаждения.  Вода должна быть деминерализована, по ряду параметров требования к очистке близки к дистиллированной воде.

Решение

  Для закрытого и открытого контуров требования к степени очистки отличаются, но после предварительных оценок экономических затрат принято решение делать одну общую систему водоподготовки в расчете на самые жесткие требования.

  Предложенная система состоит из:

- фильтра грубой механической очистки;

- аэрационной колонны Ø 920мм с компрессором, для окисления железа, марганца, «отдувки» и окисления сероводорода;

- автоматические фильтры (3 шт. Ø 470мм) обезжелезивания и деманганации с каталитической загрузкой ПИРОЛОКС (выбор загрузки продиктован наличием сероводорода и  небольших количеств нефтепродуктов в исходной воде). Среднесуточный объем стоков промывки фильтров - 1,1 м3,  на очистные сооружения предприятия;

- автоматическая установка обратноосмотической очистки, с узлом дозирования ингибитора. Водопотребление 8м3/час, производительность 6м3/час,  стоки соответственно 2м3/час. Состав стоков позволяет использовать их на иные технологические нужды предприятия;

- накопительная емкость чистой воды объемом 11,8 м3,  позволяющая стабильно работать оборудованию водоподготовки при неравномерном расходе воды на охлаждение. Емкость снабжена датчиком верхнего уровня, отключающим работу водоподготовки при заполнении емкости, и датчиками нижнего уровня, предотвращающим включение последующих насосов при опустошении емкости;

- две насосные станции – подачи воды в открытый контур охлаждения (Qmax3/час) и в закрытый контур охлаждения (Qmax 19 м3/час).

 

 

Объект

Система подготовки подпиточной воды для паровых котлов. Производительность 42м3/час.

Проблема

Исходная речная вода имеет превышения ПДК по железу, окисляемости и нефтепродуктам. Также выявлены большие сезонные колебания состава воды по параметрам окисляемость,  цветность. Предприятие устанавливает новое котельное оборудование.  Вода для паровых котлов, - требуется не просто глубокая очистка, но деминерализация, корректировка рН и щелочности воды, по ряду параметров требования к очистке близки к дистиллированной воде.

Решение

- автоматическая установка грубой очистки (дисковые фильтры с автоматической промывкой);

- автоматическая установка приготовления и пропорционального дозирования флокулянта;

-автоматическая установка пропорционального дозирования коагулянта;

- автоматическая установка пропорционального дозирования раствора щелочи;

- автоматическая установка пропорционального дозирования гипохлорита;

- комплект емкостей с электромиксерами для приготовления растворов реагентов;

- контактная камера объемом 12м3;

- автоматические осветлительные фильтры (4 шт. Ø2000мм), загрузка – кварцевый песок;

- автоматические сорбционные фильтры (4 шт. Ø2000мм), загрузка – активированный уголь;

- автоматическая установка обратноосмотической очистки воды производительностью 42 м3/час, стоки с установки – до 11,5 м3/час;

- автоматическая установка умягчения 2й ступени (2 ионообменных фильтра  Ø1220мм с загрузкой катионита); периодическая регенерация водным раствором соли;

- емкость промывочной воды объемом 50м3 для осветлительных и сорбционных фильтров (для промывки используются стоки от установки обратного осмоса); с промывочными насосами;

- емкость промывочной воды объемом 11,5м3 для умягчительных фильтров (для промывки используется очищенная вода воды с обратноосмотической установки); с промывочными насосами;

- автоматическая установка пропорционального дозирования раствора щелочи для корректировки рН перед подачей в накопительный резервуар подпиточной воды котельной.

 

За счет использования стоков с обратного осмоса на промывку осветлительных и сорбционных фильтров общий объем стоков с ХВП удалось снизить с 450 до 277 м3/сутки, из которых 173 м3/сутки – стоки с обратноосмотической установки, по составу чище исходной речной воды, и могут быть использованы на иные технологические нужды предприятия.

 

 

 

Объект

Система подготовки охлаждающей воды для кузнечного производства. Требуемая производительность 2м3/месяц.

Проблема

    Исходная вода горводопровода имеет повышенную превышения ПДК по железу, марганцу и нитратам.  По техусловиям производства,  для закалки деталей мелкосерийного производства  требуется применение дистиллированной воды,  для которой предусмотрена накопительная емкость.

    При пуске предприятие работало на покупной дистиллированной воде, далее обратилось с просьбой разработать локальную систему водоочистки с получением воды, соответствующей требованиям к дистиллированной воде.

   Понятно, что при таком объеме потребления экономически целесообразна только установка, обеспечивающая меньшие расходы на воду по сравнению с приобретением и доставкой дистиллированной воды, при этом компактная и требующая минимум обслуживания. Казалось бы, достаточно применить бытовую систему очистки воды с обратным осмосом. Но, как известно, обратноосмотическая очистка в стандартной комплектации обеспечивает степень деминерализации (электропроводность воды), соответствующей требованиям к дистиллированной, только небольшой период после включения, далее степень деминерализации воды не соответствует ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная. Технические условия».

   Стандартное решение – доочистка воды на ионообменных фильтрах, в данном случае нерентабельна.

Получение дистиллированной воды на испарительном дистилляторе требует высоких энергозатрат. 

Решение

  Предложенный набор оборудования:

- фильтр грубой механической очистки;

- автоматическая полупромышленная установка обратного осмоса производительностью 350-450л/сутки.  Объем стоков (300-400л/сутки) некритичен для предприятия;

- бытовая система водоочистки с обратным осмосом. Водопотребление 300-400 литров/сутки, производительность 150-190 литров/сутки,  стоки по составу чище исходной воды и позволяют использовать их на хозяйственные нужды. Вода поступает в имеющийся накопителный бак.

   Мероприятия по промывке мембран установок и дозированию антинакипина в данном случае нерентабельны. Окупаемость системы водоочистки 3-4 месяца, дальнейшие эксплуатационные расходы на ежеквартальную замену картриджей предфильтров установок и ежегодную замену обратноосмотических мембран - в 10-12 раз меньше расходов на приобретение и доставки дистиллированной воды от сторонних производителей.